液体マイクロビーム分光法による生体分子系放射線誘起状態の時間発展観測法の開発

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21241017
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 放射線・化学物質影響科学
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 鵜飼 正敏 東京農工大学, 大学院・工学研究院, 教授 (80192508)
• 研究分担者: 横谷 明徳 日本原子力研究開発機構, 先端基礎研究センター, 研究主幹 (10354987)
• 研究協力者: 藤井 健太郎 日本原子力研究開発機構, 先端基礎研究センター, 研究副主幹 ; 斉藤 祐児 日本原子力研究開発機構, 放射光科学研究ユニット, 研究副主幹 ; 福田 義博 日本原子力研究開発機構, 放射光科学研究ユニット, 技術職員 ; 島田 紘行 東京農工大学, 大学院・工学研究院, 助教 ; 住谷 亮介 東京農工大学, 大学院・工学府, 博士前期課程 ; 安廣 哲 東京農工大学, 大学院・工学府, 博士前期課程 ; 深尾 太志 東京農工大学, 大学院・工学府, 博士前期課程 ; 南 寛威 東京農工大学, 大学院・工学府, 博士前期課程
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: DNA放射線損傷 / 化学的損傷修復 / シンクロトロン放射光電子分光 / 電子エネルギー損失分光 / 時間相関分光 / 液体分子線 / 超励起分子のダイナミクス / 水素結合ネットワーク

研究概要

DNAの放射線損傷と損傷を回避するための細胞系の自発的修復とを熱力学的緩和過程の観点から統一的に研究するための分光法の開拓を目的として、既存の液体分子線・シンクロトロン放射光電子分光法を発展させるとともに、新規に、光励起とは相補的な高速電子線エネルギー損失分光システムを開発した。また、光励起と電子エネルギー損失に後続して誘起される分子の非定常状態とその反応を時間発展的に観測するための分光学的研究法を開発した。

研究成果

• [雑誌論文] Lifetime of the unpaired electron species in calf thymus DNA thin films induced by nitrogen and oxygen K-shell photoabsorption (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Oka, A. Yokoya, and K. Fujii
  • 雑誌名: Int. J. Radiat. Biol
  • 査読あり
• [雑誌論文] Yield of single-, double-strandbreaks and nucleobase lesions in fully hydratedplasmid DNA films irradiated with high-LETcharged particles (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Ushigome, N. Shikazono, K. Fujii, R. Watanabe, M. Suzuki, C. Tsuruoka, H. Tauchi, and A. Yokoya
  • 雑誌名: Yield of single-, double-strandbreaks and nucleobase lesions in fully hydratedplasmid DNA films irradiated with high-LETcharged particles
  • 査読あり
• [雑誌論文] The mutagenic potential of 8-oxoG/single strand break-containing clusters depends on their relative positions (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Noguchi, A. Urushibara, A. Yokoya, P. O' Neill, and N. Shikazono
  • 雑誌名: Mutat. Res 巻: 732 ページ: 34-42
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron para-magnetic resonance study of unpaired electron species in thin films of pyrimidine bases in-duced by nitrogen and oxygen K-shell photo-absorption (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Oka, A. Yokoya, and K. Fujii
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett 巻: 98 ページ: 1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel technique using DNA denaturation to detect multiply induced single-strand breaks in a hydrated plasmid DNA molecule by X-ray and^4He^<2+> ion irradi-ation (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Yokoya, N. Shikazono, K. Fujii, M. Noguchi, and A. Urushibara
  • 雑誌名: Radiat. Protect. Dosim 巻: 143 ページ: 219-255
  • 査読あり
• [雑誌論文] A model for analysis of the yield and the level of clustering of radia-tion-induced DNA strand breaks in hydrated plasmids (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Shikazono, A. Yokoya, A. Urushibara, M. Noguchi, and K. Fujii
  • 雑誌名: Radiat. Protect. Dosim 巻: 143 ページ: 181-185
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protective effect of silybin and analogues against X-ray radiation-induced damage (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Fu, M. Lin, Y. Muroya, Y. Katsumura, A. Yokoya, K. Hata, K. Fujii, and N. Shikazono
  • 雑誌名: Acta Biochim. Biophys. Sin 巻: 42 ページ: 485-495
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-ray absorption spectra for nucleotides(AMP, GMP, and CMP) in liquid water solutions near the nitrogen K-edge (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Ukai, A. Yokoya, K. Fujii, and Y. Saitoh
  • 雑誌名: Chem. Phys. Let 巻: 495 ページ: 90-95
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nucleo-base lesions and strand breaks in dry DNA thin film selectively induced by monochromatic soft X-rays (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Fujii, N. Shikazono, and A. Yokoya
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 巻: 113 ページ: 16007-16015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Free radical scavenging reactions and antioxidant activities of silybin : mechanistic aspects and pulse radiolytic studies (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Fu, M. Lin, Y. Muroya, K. Hata, Y. Katsumura, A. Yokoya, N. Shikazono, and Y. Hatano
  • 雑誌名: Free Radic. Res 巻: 43 ページ: 887-897
  • 査読あり
• [雑誌論文] Free radical scavenging and radioprotective effects of carnosine and anserine (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Fu, Y. Katsumura, M. Lin, Y. Muroya, K. Hata, K. Fujii, A. Yokoya, and Y. Hatano
  • 雑誌名: Radiat, Phys. Chem 巻: 78 ページ: 1192-1197
  • 査読あり
• [雑誌論文] Induction of DNA strand breaks, base lesions and clustered dam-age sites in hydrated plasmid DNA films by ultrasoft X-rays around the phosphorus K-edge (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Yokoya, S. M. T. Cunniffe, R. Watanabe, K. Kobayashi, and P. O' Neill
  • 雑誌名: Radiat. Res 巻: 172 ページ: 296-365
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spectral change in X-ray absorption near edge structure of DNA thin films irradiated with monochromatic soft X-rays (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Fujii and A. Yokoya
  • 雑誌名: Radiat. Phys. Chem 巻: 78 ページ: 1188-1191
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synchrotron radiation photoelectron studies for primary radiation effects using a liquid water jet in vacuum : total and partial photoelectron yields for liquid water near the oxygen K-edge (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Ukai, A. Yokoya, Y. Nonaka, K. Fujii, and Y. Saitoh
  • 雑誌名: Radiat. Phys. Chem 巻: 78 ページ: 1202-1206
  • 査読あり
• [雑誌論文] EPR study of radiation damage to DNA irradiated with synchrotron soft X-rays around nitrogen and oxygen K-edge (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Yokoya, K. Fujii, Y. Fukuda, and M. Ukai
  • 雑誌名: Radiat. Phys 巻: 78 ページ: 1211-1215
  • 査読あり
• [雑誌論文] The yield, processing, and biological consequences of clustered DNA (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Shikazono, M. Noguchi, K. Fujii, A. Urushibara, and A. Yokoya
  • 雑誌名: J. Radiat. Res 巻: 50 ページ: 27-36
  • 査読あり
• [学会発表] 放射線によるゲノムDNA損傷の初期過程と生体修復 (2012)
  • 著者名/発表者名: 横谷明徳
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大,兵庫県
  • 年月日: 20120324-27
• [学会発表] Unpaired electron species induced in DNA thin films during monochoromatic soft X-ray irradiation (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Oka, A. Yokoya, K. Fujii, Y. Fukuda, and M. Ukai
  • 学会等名: XII International Workshop on Radiation Damage to DNA
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
  • 年月日: 2012-06-02
• [学会発表] Variation in DNA damage induced by mono-chromatic soft X-rays in the energy region of oxygen K-edge (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Sugaya, T. Shiina, I. Shiraishi, and A. Yokoya
  • 学会等名: XII International Workshop on Radiation Damage to DNA
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
  • 年月日: 2012-06-02
• [学会発表] Order effects of base excision processes to repair clustered DNA damage (2012)
  • 著者名/発表者名: I. Shiraishi, T. Shiina, Y. Sugaya, N. Shikazono, and A. Yokoya
  • 学会等名: XII International Workshop on Radiation Damage to DNA
  • 発表場所: Czech Republic
  • 年月日: 2012-06-02
• [学会発表] DNA damage caused by UV-A irradiation induces genetic instabilit (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Urushibara, S. Kodama, and A. Yokoya
  • 学会等名: XII International Workshop on Radiation Damage to DNA
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
  • 年月日: 2012-06-02
• [学会発表] Simula-tion study of microdosimetry and distribution of DNA damage inducing base damage (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Watanabe, T. Shiina, and A. Yokoya
  • 学会等名: XII International Workshop on Radiation Damage to DNA
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
  • 年月日: 2012-06-02
• [学会発表] Introduction to synchrotron radia-tion and radiobiological studies, Surface (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Yokoya
  • 学会等名: Electro, Radiation, and Photo Chemistry International Master Course(SERP-Chem), EU Education & Training ERASUMUS MUNDUS
  • 発表場所: Orsay, France
  • 年月日: 20111011-26
• [学会発表] Order effect of base excision processes to repair clustered DNA damage (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Yokoya I. Shiraishi, and N. Shikazono
  • 学会等名: 14th International Congress of Radiation Research
  • 発表場所: Warszawa, Poland
  • 年月日: 20110828-0901
• [学会発表] AP sites in plasmind DNA caused by Auger effect of oxygen (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Yokoya, Y. Sugaya, K. Fujii, T. Oka, R. Watanabe, T. Kai
  • 学会等名: 7th Inter-national Symposium on Physical, Molecular, Cellular, and Medical Aspects of Auger Processes
  • 発表場所: Julich, Germany
  • 年月日: 20110824-26
• [学会発表] X-ray absorption spectrosco pic analysis of DNA damage induced by soft X-rays (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Fujii and A. Yokoya
  • 学会等名: 7th International Symposium on Physical, Molecular, Cellular, and Medical Aspects of Auger Processes
  • 発表場所: Julich, Germany
  • 年月日: 20110824-26
• [学会発表] Study of unpaired electron species in DNA film induced by nitrogen and oxygen K-shell photoabsorp-tion (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Oka, A. Yokoya, and K. Fujii
  • 学会等名: 7th International Symposium on Physical, Molecular, Cellular, and Medical Aspects of Auger Processes
  • 発表場所: Julich, Germany
  • 年月日: 20110824-26
• [学会発表] Near Edge X-ray Absorption spectroscopy of DNA damage induced by soft X-rays (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Fujii and A. Yokoya
  • 学会等名: 14th International Congress of Radiation Research
  • 発表場所: Warszawa, Poland
  • 年月日: 2011-08-28
• [学会発表] EPR study of unpaired electron species in DNA film induced by nitrogen and oxygen K-shell photoabsorp-tion (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Oka, A. Yokoya, and K. Fujii
  • 学会等名: 14th International Congress of Radiation Research
  • 発表場所: Warszawa, Poland
  • 年月日: 2011-08-28
• [学会発表] Significance of the repair synthesis in determining the biological consequences of clustered DNA damage (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Shikazono, M. Noguchi, A. Urishibara, P. O' Neill, and A. Yokoya
  • 学会等名: 14th International Congress of Radiation Research
  • 発表場所: Warszawa, Poland
  • 年月日: 2011-08-28
• [学会発表] Dependence of the yields of AP sites and AP clustered produced in plasmid DNA on scavenging capacity and LET (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Shiina, Y. Sugaya, I. Shiraishi, R. Watanabe, M. Suzuki, and A. Yokoya
  • 学会等名: XII International Workshop on Radiation Damage to DNA
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
  • 年月日: 2011-06-02
• [学会発表] Measurement of unpaired electron species in dry DNA thin films irradiated with synchrotron soft X-rays around oxygen and nitrogen K-edge studied by EPR (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Oka, A. Yokoya, K. Fujii, Y. Fukuda, and M. Ukai
  • 学会等名: 2010 Inter-national Chemical Congress of Pacific Basin Societies(Pacifichem 2010)
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 20101215-20
• [学会発表] Various modes of DNA damage formation by the direct effect of radiation (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Yokoya
  • 学会等名: 56th Annual Meeting of Radiation Research Society
  • 発表場所: Hawaii, USA.
  • 年月日: 20100925-29
• [学会発表] A novel technique using DNA denaturation-annealing to detect multiply induced base lesions in plasmid DNA molecules by X-ray irradiation (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Yokoya, N. Shikazono, and K. Fujii
  • 学会等名: 11th International Workshop on Radiation Damage to DNA
  • 発表場所: Atlanta, USA
  • 年月日: 20100515-19
• [学会発表] 放射線の直接作用による様々なDNA損傷生成モード (2010)
  • 著者名/発表者名: 横谷明徳
  • 学会等名: 大阪大学産業科学研究所平成22年度-第2回量子ビーム科学研究施設研究会
  • 発表場所: 大阪大学,大阪
  • 年月日: 2010-11-30
• [学会発表] Near Edge X-ray absorption fine structure of DNA thin film irradiated with soft X-rays (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Fujii and A. Yokoya
  • 学会等名: 37th International Conference on Vacuum Ultraviolet and X-ray Physics
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 2010-11-16
• [学会発表] 難修復性のDNA損傷に関する物理学的及び生物学的アプローチによる研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 横谷明徳
  • 学会等名: 東北大学加齢研究所研究員会セミナー
  • 発表場所: 東北大学,仙台
  • 年月日: 2010-08-11
• [学会発表] シンクロトロン放射を用いたDNA損傷の分光研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 横谷明徳
  • 学会等名: H22年度第1回東京RBC(放射線生物談話会)セミナー
  • 発表場所: 東京大学,東京
  • 年月日: 2010-07-17
• [学会発表] Soft X-ray absorption spectra of AMP and ATP in solutions (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Shimada, T. Fukao, H. Minami, M. Ukai, A. Yokoya, K. Fujii, Y. Fukuda, and Y. Saitoh
  • 学会等名: XII International Workshop on Radia-tion Damage to DNA
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
  • 年月日: 2010-06-02
• [学会発表] Mutagenic potential of clustered DNA damage containing single strand break and 8-oxoGs (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Noguchi, A. Urushibara, A, Yokoya, P. O' Neill, and N. Shikazono
  • 学会等名: 15th International Symposium on Microdosimetry : An Internation-al Meeting on Ionizing Radiation Quality
  • 年月日: 20091025-30
• [学会発表] Analysis on the yield and the level of clustering of radiation-induced DNA strand breaks in hydrated plasmids (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Shikazono, A. Yokoya, A. Urushibara, M. Noguchi, and K. Fujii
  • 学会等名: 15th International Symposium on Microdosimetry : An International Meeting on Ionizing Radiation Quality
  • 発表場所: Verona, Italy
  • 年月日: 20091025-30
• [学会発表] A novel technique using DNA denature-tion to detect multiply induced single-strand breaks in a hydrated plasmid DNA molecule by X-ray and He^<2+> ion irradia-tion (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Yokoya, N. Shikazono, A. Urushibara, M. Noguchi, and K. Fujii
  • 学会等名: 15th International Symposium on Micro-dosimetry : An International Meeting on Ionizing Radiation Quality
  • 発表場所: Verona, Italy
  • 年月日: 20091025-30
• [学会発表] Synchrotron radiation photoelectron studies for primary radiation effects in bio-solutions : two dimen-sional electron spectra for liquid water in the soft X-ray region (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Ukai, Y. Nonaka, R. Sumiya, S. Yasuhiro, A. Yokoya, K. Fujii, and Y. Saitoh
  • 学会等名: 11th International Coference on Electronic Spectroscopy and Structur
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 20091006-10
• [学会発表] Near Edge X-ray absorption fine structure of DNA thin film irradiated with soft X-rays (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Fujii and A. Yokoya
  • 学会等名: 11th International Coference on Electronic Spectroscopy and Structure
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 20091006-10
• [学会発表] 生体溶液試料に対する二次イオン質量分析法の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 住谷亮輔,安廣哲,野中裕介,鵜飼正敏,横谷明徳,藤井健太郎
  • 学会等名: 原子衝突研究協会第34回年会
  • 発表場所: 首都大学東京,東京
  • 年月日: 20090828-30
• [図書] Spectroscopic study of radiation-induced DNA lesions and their susceptibility to enzymatic repair (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Yokoya, K. Fujii, N. Shikazono, and M. Ukai
  • 総ページ数: 543-574
  • 出版者: CRC/Taylor & Francis Group
• [図書] 放射線作用の基礎過程 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鵜飼正敏
  • 総ページ数: 455-474
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] ペニングイオン化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鵜飼正敏
  • 総ページ数: 41-59
  • 出版者: 国際文献印刷社